【正文】 支集的母函數(shù)(t)，通過(guò)對(duì)母函數(shù)(t)進(jìn)行伸縮和平移得到一個(gè)小波序列： ； 式中為伸縮因子，b為平移因子。基于像素的指紋圖像分割中目前流行多尺度小波變換和閾值法[6]。通過(guò)提取圖像特征,可將原始圖像映射到特征空間,使圖像特征在特征空間中呈現(xiàn)一定的分布。圖像特征是指紋圖像的固有屬性,如灰度值,鄰域關(guān)系,紋線的扭曲程度等。 在指紋識(shí)別系統(tǒng)中，指紋圖像分割是圖像預(yù)處理的一部分。 指紋特征示意圖很多研究者試圖解決指紋分類問(wèn)題，但至今分類算法的誤識(shí)率仍較高。就是這些特征點(diǎn)提供了指紋唯一性的確認(rèn)信息。 指紋紋路并不是連續(xù)的、平滑筆直的，而是經(jīng)常出現(xiàn)中斷、分叉或打折。局部特征是指指紋上的節(jié)點(diǎn)的特征，這些具有某種特征的節(jié)點(diǎn)稱為特征點(diǎn)。這是一種基本分類，也叫兩極分類法?；y中部有直立的或傾斜的紋線，將弧形線撐起呈帳蓬狀。(4)弧形紋：是由平緩的或略微突起的弧形線組成的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的花紋形式。(3)弓型紋(Arch): 由弓形線和橫直線層疊而成，中心花紋與上下包圍線無(wú)明顯界限，因此也沒(méi)有真正的三角區(qū)。分為環(huán)形、螺形、囊形、雙箕形、雜形五種?；渭y中心和三角之間的距離和紋線數(shù)量多少不一，有的只有1－2條線，多數(shù)為十條線左右，個(gè)別的可達(dá)30余條。按箕技的流向分為橈側(cè)箕形紋（反箕）和尺側(cè)箕形紋（正箕）兩種。箕型 斗型 弓型 指紋的紋形(1) 箕形紋（Loop）：有一條以上完整的基性線組成中心花紋。指紋的脊紋形式是適應(yīng)之間的球狀表面和半圓形頂端以及橫行的指間屈基線生長(zhǎng)的，除少數(shù)弓形紋之外，絕大多數(shù)是箕、斗型紋（約占95%），（）基本紋型弓型箕型斗型分布概率5%60%35% 紋形的大致分布概率紋型是指紋的基本分類，是按中心花紋和三角的基本形態(tài)劃分的。 指紋的總體特征總體特征是指那些用人眼直接就可以觀察到的特征，包括基本紋路圖案[5]：環(huán)型（loop），弓型（arch），螺旋型（whorl)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)和指紋模塊之間的串口通信，通過(guò)操作獨(dú)立式鍵盤按鍵，向指紋模塊的DSP芯片發(fā)送相應(yīng)指令，從而執(zhí)行錄入用戶、添加用戶、認(rèn)證用戶、刪除指定用戶、刪除全部用戶、以及管理個(gè)人身份信息等功能。各模塊之間聯(lián)系緊密，共同構(gòu)成完整的系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用模塊化的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，依據(jù)實(shí)現(xiàn)的各種功能，把整個(gè)系統(tǒng)分成幾個(gè)功能模塊，使得系統(tǒng)簡(jiǎn)潔明了。實(shí)際應(yīng)用要求最好自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)能對(duì)識(shí)別任務(wù)實(shí)時(shí)做出響應(yīng)，而讓指紋匹配算法同時(shí)達(dá)到高速度和高準(zhǔn)確率也是一個(gè)難題。要想設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)較多真正特征點(diǎn)缺失、較多偽特征點(diǎn)出現(xiàn)和較大形變均不敏感的指紋匹配算法，也是一件十分困難的事。要想使設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)特征提取算法能夠?qū)Φ唾|(zhì)量指紋圖像也能可靠工作。論文涉及指紋的圖像分割、細(xì)化和匹配。因此，指紋識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用范圍極廣。④指紋與主體的不可分離性：即指紋不存在丟失、遺忘、被竊取的可能。正是這些無(wú)窮無(wú)盡的細(xì)節(jié)特征組合構(gòu)成了指紋的唯一性．事實(shí)上，甚至包括雙胞胎，世界上兩個(gè)指紋相同的概率小于1／109，幾乎為零，這就構(gòu)成了指紋的第一大特點(diǎn)。②唯一性，指每一個(gè)人的指紋都不同。 指紋特征是人終生不變的特征之一，而且不同人的指紋特征相同的可能性幾乎為零。與國(guó)外相比，我國(guó)在自動(dòng)指紋識(shí)別技術(shù)的研究水平上還存在一定的差距。另外，一些公司和機(jī)構(gòu)結(jié)合社會(huì)應(yīng)用的實(shí)際需求，開(kāi)發(fā)了各種類型的具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的嵌入式指紋識(shí)別模塊、指紋應(yīng)用系統(tǒng)軟件等，用戶反映良好。目前許多公司和研究視梅在指紋識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域都取得了突破性的進(jìn)展，推出許多指紋識(shí)別與傳統(tǒng)IT技術(shù)完美結(jié)合的應(yīng)用產(chǎn)品，這些產(chǎn)品已經(jīng)被越來(lái)越多的用戶所認(rèn)可。大多數(shù)基于特征的識(shí)別算法專注于脊線上的末梢點(diǎn)和分叉點(diǎn)，該方法根據(jù)各個(gè)特征點(diǎn)的位置和方向來(lái)表示和區(qū)分指紋，從而使指紋識(shí)別問(wèn)題轉(zhuǎn)化為判斷兩個(gè)特征點(diǎn)集間的最大相似度(最大重合度)的問(wèn)題。指紋特征多種多樣，有特征點(diǎn)、奇異點(diǎn)、域方向圖、脊線數(shù)目，甚至脊線線型等。指紋特征的復(fù)雜度足以提供用于鑒別的足夠特征。這類算法的問(wèn)題在于圖像特征難以定義和匹配，因此算法的拒識(shí)率和誤識(shí)率較高?；趫D像的識(shí)別算法認(rèn)為，指紋圖像的頻域和空域信息可以用來(lái)唯一表示并識(shí)別不同的指紋[2]。這就要求研究指紋識(shí)別環(huán)節(jié)中若干問(wèn)題，這對(duì)于問(wèn)題的解決很有意義。因此，指紋識(shí)別技術(shù)，作為一種可靠的生物識(shí)別技術(shù)[1]，受到了人們的重視。②唯一性， 指每一個(gè)人的指紋都不同。指紋特征是人終生不變的特征之一，而且不同人的指紋特征相同的可能性幾乎為零。這些都是傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)所采用的方式，隨著社會(huì)的發(fā)展，其安全性越來(lái)越脆弱。 MCU (Microcontroller Unit)目錄第一章 緒論 1 1 1 1 2 3第二章 指紋識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理 3 3 指紋的總體特征 4 5 6 6 7 8 8 9 10第三章 指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 11 11 11 12 13 13 13 14 14 14 15 15第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 17 17 18 21第五章 實(shí)物的制作與系統(tǒng)調(diào)試 22 硬件材料 22 硬件的焊接與組裝 22I 系統(tǒng)的調(diào)試 23 23 23 24第六章 總結(jié)和展望 25參考文獻(xiàn) 26附 錄 28附錄A 1602顯示器子程序 28II第一章 緒論科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展為人類的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便利，大大地推動(dòng)了現(xiàn)在社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展。 Fingerprint identification。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)和指紋模塊之間的串口通信，通過(guò)操作獨(dú)立式鍵盤按鍵，向指紋模塊的DSP芯片發(fā)送相應(yīng)指令，從而執(zhí)行錄入用戶、添加用戶、認(rèn)證用戶、刪除指定用戶、刪除全部用戶、用戶匹配等功能，適用于需要進(jìn)行身份識(shí)別的領(lǐng)域。并完成基于單片機(jī)的指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)。 摘 要隨著信息時(shí)代的發(fā)展, 自動(dòng)指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于公安、海關(guān)、銀行、網(wǎng)絡(luò)安全等需要進(jìn)行身份識(shí)別領(lǐng)域。 基于單片機(jī)的指紋識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)The Design of fingerprint identification System Based on Single Chip 學(xué)士學(xué)位論文 本文概述了自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展?fàn)顩r，介紹了指紋識(shí)別系統(tǒng)的算法流程，以及在此基礎(chǔ)上的指紋圖像的分割算法和指紋圖像細(xì)化算法。本文應(yīng)用ZMF206指紋識(shí)別模塊，設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的指紋識(shí)別硬件電路系統(tǒng)，形成一個(gè)獨(dú)立的指紋識(shí)別控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)；指紋識(shí)別；單片機(jī)；串口通信Abstract With the development of the information age, automatic fingerprint identification technology has been widely used in public security, customs, bank, network security, and other areas of the identification is required. This paper summarizes the research status and development status of automatic fingerprint identification system, the algorithm flow of the fingerprint identification system are introduced, and on the basis of the fingerprint image segmentation algorithm, and fingerprint image thinning algorithm. And finish the fingerprint identification system based on single chip microputer hardware circuit design. ZMF206 fingerprint identification module is applied in this article, the design for fingerprint recognition based on single chip microputer hardware circuit system, fingerprint identification control system to form an independent. The system can realize serial munication between SCM and fingerprint module, by manipulating the independent type keyboard key, to the fingerprint module of DSP chip to send corresponding instructions, to perform input user, add users, authenticate the user, delete to specify user, delete all user, user matching, and other functions, applicable to the need for identification of areas.Key words: control system。 Serial Communications。在網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的今天，我們每個(gè)人都擁有大量的認(rèn)證密碼，比如開(kāi)機(jī)密碼、郵箱密碼、銀行密碼、論壇登陸密碼等等；并配備了各種鑰匙，如門鎖鑰匙，汽車鑰匙，保險(xiǎn)柜鑰匙等。而我們的生活隨時(shí)都需要進(jìn)行個(gè)人身份的確認(rèn)和權(quán)限的認(rèn)定。人體指紋含有天然的密碼信息，其具有作為密碼信息必須具備的三個(gè)重要性質(zhì)[1]：①?gòu)V泛性，指每一個(gè)正常人都有指紋。③終生不變性， 指非意外事故指紋終身不變。盡管人們已經(jīng)對(duì)自動(dòng)指紋識(shí)別技術(shù)作了深入廣泛的研究，指紋識(shí)別技術(shù)也獲得了不少應(yīng)用，但是指紋識(shí)別的應(yīng)用在目前并沒(méi)有獲得普及，這主要是因?yàn)橹讣y識(shí)別在識(shí)別準(zhǔn)確性和識(shí)別速度方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足很多實(shí)際應(yīng)用的要求。 指紋識(shí)別算法的研究方向主要分為：基于圖像的識(shí)別算法和基于特征的識(shí)別算法[2]。它是一種使用全局信息進(jìn)行識(shí)別的方法，例如使用指紋圖像的Fourier頻譜來(lái)表示和識(shí)別指紋?；谔卣鞯闹讣y識(shí)別算法是找到并比對(duì)指紋的特征[2]。目前大多數(shù)的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)使用的都是這類算法。對(duì)應(yīng)的匹配方法可以分為：基于點(diǎn)模式的匹配，基于脊線的匹配，基于紋理的匹配以及多種細(xì)節(jié)特征混合的匹配方法。提取該細(xì)節(jié)特征有多種方法：基于灰度指紋圖像直接提取，基于二值圖像的特征提取，基于細(xì)化圖像的特征提取。中科院自動(dòng)化所智能生物信怠系統(tǒng)研究組和北京數(shù)字指通軟件技術(shù)有限公司對(duì)自動(dòng)指紋識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了長(zhǎng)期的理論研究和應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，指紋圖像的識(shí)別準(zhǔn)確率和識(shí)別速度已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。指紋識(shí)別技術(shù)多用于對(duì)安全性要求比較高的領(lǐng)域，麗在商務(wù)移動(dòng)辦公領(lǐng)域頗其建樹(shù)的富圭通、三星及等國(guó)際知名品牌都擁有技術(shù)與應(yīng)用較為成熟的指紋識(shí)別系統(tǒng)[4]。主要表現(xiàn)在：(1)指紋錄入設(shè)備的質(zhì)量還不太過(guò)關(guān)：(2)自動(dòng)指紋識(shí)別算法研究水平還有待提高，在應(yīng)用上的表現(xiàn)為產(chǎn)品適應(yīng)性和易用性較差，對(duì)干、濕一些的指紋往往不能正確區(qū)別，對(duì)指紋錄入時(shí)的旋轉(zhuǎn)、平移比較敏感。人體指紋含有天然的密碼信息，其具有作為密碼信息必須具備的四個(gè)重要性質(zhì)：①?gòu)V泛性，指每一個(gè)正常的人都有指紋。指紋的細(xì)節(jié)由細(xì)微紋點(diǎn)和紋線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、分叉等組成。③終生不變性，指紋終身不變即指紋的圖案永遠(yuǎn)不會(huì)改變，從人的出現(xiàn)到死后的分解為止(除非指紋受到傷害)。指紋的使用比起其它證卡來(lái)說(shuō)更快捷、安全、準(zhǔn)確、無(wú)干擾，可實(shí)現(xiàn)快速登錄注冊(cè)，系統(tǒng)兼容性好，也就是說(shuō)可以獨(dú)立或者通過(guò)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成系統(tǒng)并且很容易并入各類證卡和定義識(shí)別系統(tǒng)中。指紋識(shí)別系統(tǒng)主要包括四部分：指紋圖像采集，指紋圖像預(yù)處理，指紋特征提取和指紋特征匹配。就現(xiàn)有文獻(xiàn)和產(chǎn)品來(lái)看，對(duì)低質(zhì)量的指紋圖像的處理效果還遠(yuǎn)不能令人滿意。指紋匹配算法的性能主要決定于所提取到的特征點(diǎn)的數(shù)目、位置和相互關(guān)系的可靠性。計(jì)算復(fù)雜性是自動(dòng)指紋識(shí)別技術(shù)中一個(gè)重要的研究課題。以MCS51系列單片機(jī)作為控制核心，設(shè)計(jì)并制作指紋識(shí)別控制系統(tǒng)。同時(shí)使得系統(tǒng)程序可讀性加強(qiáng)，方便程序的完善和修改?？刂破髟O(shè)計(jì)首先要了解指紋識(shí)別系統(tǒng)的理論要求，再通過(guò)軟硬件實(shí)現(xiàn)整個(gè)指紋識(shí)別的模擬過(guò)程。第二章 指紋識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理我們定義了指紋的兩類特征來(lái)進(jìn)行指紋的驗(yàn)證：總體特征和局部特征。其他的指紋圖案都基于這三種基本圖案。中心線的按我國(guó)是指紋分析法，指紋分三大類型（），三大種形態(tài)。箕形線的對(duì)側(cè)有一個(gè)三角的上下之線包圍著中心花紋。按中心花紋的結(jié)構(gòu)形態(tài)又可分為普通箕、閉口箕、葉形箕、橫箕和類似斗的箕。(2)斗型紋(Whorl):中心花紋呈環(huán)、螺、曲狀，由內(nèi)向外擴(kuò)展與上下包圍線匯合形成兩個(gè)以上的三角的紋線，稱為斗型紋。斗型紋的中心花紋，在由一條環(huán)、螺、曲等紋線構(gòu)成時(shí)，與兩側(cè)三角相對(duì)的弧形線凸面，必須是不折、不斷的，并且不與來(lái)自從三角中的其它紋線相接。分弧形和帳形紋兩種。(5)帳形紋：由平行的和突起的弧形線組成。指紋類型的三類九種，是按我國(guó)現(xiàn)行的十指指紋分析法劃分的。實(shí)際上指紋種類遠(yuǎn)不只這些。兩枚指紋經(jīng)常會(huì)具有相同的總體特征，但它們的局部特征—特征點(diǎn)，卻不可能完全相同。這些斷點(diǎn)、分叉點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)就稱為特征點(diǎn)。特征點(diǎn)的分類有以下幾種(),最典型的是端點(diǎn)和分叉點(diǎn)。如何提高指紋分類的準(zhǔn)確率在自動(dòng)指紋識(shí)別研究中是一個(gè)較關(guān)鍵的問(wèn)題。指紋分割的最基本的依據(jù)是圖像某些特征和特征集合。特征集合則是